CONTACT. La science à l'oeuvre pour le Canada EACL: UN DES LEADERS SCIENTIFIQUES DU CANADA. Énergie atomique du Canada limitée

Transcription

1 Énergie atomique du Canada limitée CONTACT Les laboratoires de Chalk River Hiver 2014 Volume 7, Numéro 2 EACL: UN DES LEADERS SCIENTIFIQUES DU CANADA La science à l'oeuvre pour le Canada En accordant un brevet, un gouvernement octroie à un inventeur le droit exclusif de fabriquer, d utiliser ou de vendre son invention, pendant un certain nombre d années. L obtention d un brevet prend généralement trois à cinq ans, à la condition que l invention soit brevetable. Les brevets sont décernés par chaque pays et ne peuvent être accordés que par les gouvernements auprès desquels on aura déposé une demande officielle (non provisoire). Pendant l exercice , EACL a déposé 18 demandes de brevet, et 13 brevets lui ont été accordés. Les brevets délivrés à EACL visent notamment un coupeur de garniture de lanterne de vanne utilisé pour l entretien de composants de réacteurs, un ingénieux modèle de grappe de combustible qui contribue à la sécurité des réacteurs et une nouvelle conception pour le cœur des réacteurs modérés à l eau lourde, adaptée au thorium comme combustible. Pendant plus de 60 ans, EACL a servi le Canada, à titre d organisation principale en science et technologie (S et T) nucléaire. EACL et ses laboratoires sont des éléments stratégiques de l infrastructure canadienne de S et T, ainsi que de son système national d innovation. La grande variété des travaux de sciences et technologies nucléaires effectués à EACL surprend souvent les visiteurs et même certains de nos employés. Dans ce numéro de CONTACT, nous aimerions présenter certaines avancées de calibre mondial mises au point régulièrement par nos employés, c est-à-dire vos voisins, pour que vous puissiez mieux vous rendre compte de la diversité de ce travail. À partir d exemples de percées technologiques récentes, ce numéro illustre comment EACL exploite les sciences et technologies nucléaires au profit du Canada. Le mandat d EACL, qui consiste à procurer des avantages aux Canadiens en matière d énergie, de santé, d environnement et d économie, se fonde sur le travail axé sur le client et sur la collaboration. La société EACL œuvre dans le domaine du savoir pour le bien collectif : elle développe de nouvelles connaissances, diffuse les connaissances, accède aux connaissances et les applique, et en tire de nouvelles technologies. Elle aide également les autres à exploiter le savoir et les technologies pour le bien collectif. Nous sommes fiers de collaborer avec des membres de l industrie, de notre chaîne d approvisionnement et du milieu de la recherche afin de soutenir les divers besoins en matière d innovation du milieu scientifique et technologique du nucléaire et du rayonnement au Canada. EACL a un historique de percées scientifiques et technologiques dont elle peut être fière. Nous sommes la principale organisation responsable des sciences et technologies nucléaires du Canada et, à ce titre, EACL présente une valeur pour les Canadiens en facilitant la modernisation des activités et le transfert technologique. Ce numéro de CONTACT met en vedette quelques-unes des nombreuses inventions sur lesquelles travaillent nos employés ici même dans la vallée de la rivière des Outaouais. EACL recherche activement des partenaires dans l'industrie en vue de la commercialisation de nos idées et de nos technologies novatrices. 1

2 Production de poudre d uranium-molybdène Compteur pulmonaire portable Cela semblera peut-être inusité, mais cet objet pourrait sauver des vies. Le compteur pulmonaire portable d'eacl a été mis au point avec le soutien du ministère de la Défense nationale, dans le cadre du Programme canadien pour la sûreté et la sécurité, afin d'augmenter les capacités d'intervention en cas d'incident radiologique. Le Programme canadien pour la sûreté et la sécurité (PCSS) est un programme financé par le gouvernement fédéral qui vise à renforcer les capacités du Canada à prévoir, prévenir et atténuer, à se préparer, à intervenir et à se remettre sur pied lors d une catastrophe naturelle, d un accident grave ou d actes criminels ou terroristes, en adjoignant les sciences et les technologies aux politiques, aux opérations et au renseignement. Le compteur pulmonaire portable a été conçu pour déterminer quelle quantité de rayonnement bêta pur a été incorporée dans les poumons à la suite d un incident d exposition radiologique. Il est destiné aux intervenants de première ligne en cas d urgence en tant qu outil permettant un dépistage rapide des personnes qui ont ingéré du rayonnement bêta par les voies respiratoires. L appareil peut cibler rapidement les personnes contaminées et les évaluer en fournissant rapidement de l information dosimétrique aux médecins qui pourront ensuite déterminer quel sera le meilleur traitement médical à administrer, s il y a lieu. La sûreté et la sécurité sont au cœur des activités d EAC. Face aux défis que pose la sécurité, EACL a adopté une approche novatrice. Par conséquent, EACL aide à rendre le monde plus sûr. Les efforts mondiaux de non-prolifération font en sorte que la nécessité de trouver des solutions de remplacement à l uranium hautement enrichi devient de plus en plus pressante. Dans le cadre des objectifs du Programme de réduction de la menace mondiale, visant à réduire et à protéger les matières nucléaires et radiologiques vulnérables dans les sites civils partout sur la planète, EACL dirige la mise au point d un combustible d uranium en dispersion dans le molybdène (U- Mo). L U-Mo est un combustible à haute densité qui permet d obtenir avec l uranium faiblement enrichi un rendement équivalent à celui de certains combustibles hautement enrichis. De plus, les alliages U-Mo sont plus faciles à recycler que ceux d uranium-silicium. Par ailleurs, EACL travaille à mettre au point des combustibles pour réacteurs de recherche à base d U-Mo qui se prêteront à la production industrielle. La technologie d EACL pourrait aider entre 19 et 28 réacteurs de recherche partout dans le monde à remplacer leur combustible hautement enrichi par du combustible faiblement enrichi, ce qui éliminerait la présence de matières radioactives dans les sites à vocation civile, qui pourraient servir dans des armes de destruction massive ou dans des actes terroristes. Les exploitants de réacteurs de recherche qui utilisent déjà de l uranium faiblement enrichi pourraient également vouloir passer à l U-Mo puisque ce produit se recycle facilement. Le coût relativement faible de ce système et son poids léger en font une technique de comptage mobile, simple et rapide pour les essais biologiques de dépistage. Le compteur pulmonaire portable détecte le strontium 90 (Sr 90), soit le radionucléide parmi les plus susceptibles d être présents dans un tel cas. La technologie est l objet d un brevet en instance, et des travaux d ingénierie pour la conception d un système de détection blindé double qui soit réaliste sont en cours. 2 Atomic Energy of Canada Limited

3 Scintillateur liquide chargé en bore La sûreté et la sécurité nucléaires sont une priorité pour le Canada et le monde entier. Or, la détection efficace de la présence de neutrons est fondamentale au respect de cette priorité, car la présence de neutrons révèle la présence de matière fissile, laquelle peut soulever des problèmes de sûreté et de sécurité. Actuellement, les appareils de détection de neutrons sont alimentés à l hélium 3, mais la pénurie mondiale d hélium 3 et les restrictions quant à son utilisation ont entraîné le développement de technologies de remplacement pour la détection des neutrons. EACL a perfectionné une technique de détection de neutrons qui fait appel à un scintillateur liquide chargé en bore. Elle a été testée avec un faisceau de neutrons dans le Réacteur national de recherche universel (NRU) à Chalk River, en Ontario. Les résultats confirment la possibilité d'utiliser un scintillateur chargé en bore comme moyen sensible de détecter les neutrons dans un milieu ayant un rayonnement gamma de fond relativement élevé. Le scintillateur liquide chargé en bore d AECL offre un rapport coût-efficacité avantageux, un rendement lumineux élevé et une bonne discrimination du signal de neutrons par rapport au bruit et aux rayonnements bêta gamma de fond. De plus, on le considère comme plus sûr à utiliser que les autres scintillateurs. Il s'agit d'un détecteur de neutrons de remplacement très efficace qui peut être déployé dans des environnements contenant des matériaux critiques tels que les installations de fabrication de combustible, les réacteurs nucléaires ou les postes frontaliers. Passerelle de télésurveillance cybersécurisée L'infrastructure essentielle au sein de l industrie et du gouvernement est de plus en plus menacée par des cyberattaques très perfectionnées. EACL a mis au point une passerelle sécurisée qui fonctionne de façon semblable aux systèmes employés par des organismes de sécurité nationale reconnus à l'échelle internationale. Cette technologie permet de surveiller à distance des systèmes industriels et des systèmes informatiques sans possibilité que du contenu malveillant de source externe soit introduit dans les systèmes. La conception de cette technologie permet de surveiller en temps réel un ensemble prédéterminé de données provenant du système d un client et elle élimine toute possibilité de pénétration malveillante dans le réseau distant en raison des caractéristiques physiques des moyens utilisés pour transmettre les données. Un prototype de laboratoire a été construit et testé, et les travaux sur la mise en œuvre à l interne de la passerelle de télésurveillance cybersécurisée sont en cours. EACL est à la recherche de partenaires industriels pour la commercialisation de cette technologie. Appareil de visualisation Čerenkov La technologie dans l appareil de visualisation Čerenkov (CVD) d'eacl est l outil par excellence utilisé par les organismes effectuant des inspections au titre des garanties (surtout l Agence internationale de l énergie atomique AIEA) pour effectuer une vérification rapide des stocks de combustible nucléaire usé. Le CVD amplifie le rayonnement Čerenkov (lueur bleue) émis sous l eau par le combustible usé. Ainsi, on peut déterminer rapidement s il s agit effectivement de combustible usé et non pas de faux combustible usé, dissimulant le détournement du véritable combustible usé à des fins d armement. Utilisé depuis 1996, le CVD est considéré comme étant moins coûteux, plus facile à transporter, plus rapide et plus facile à utiliser que les autres technologies de pointe similaires. La technologie de l appareil de visualisation quantitative Čerenkov (QCVD) offre un certain nombre de capacités supplémentaires, dont celle de pouvoir prendre un cliché numérique du combustible usé sous l eau pour les dossiers, la possibilité de voir le combustible usé qui a passé plus de temps en refroidissement et celui qui a été moins largement consommé. De plus, le QCVD permet de faire l évaluation quantitative de la consommation et du temps de refroidissement du combustible usé au moyen de techniques 3 d analyse postérieure. Atomic Energy Et surtout, of Canada le QCVD Limited pourrait être utile pour vérifier la consommation du combustible usé avant de le déplacer en vue de son stockage à long terme.

4 Système de détection et de localisation des fuites L intendance responsable des ressources par souci pour l environnement est l une des principales priorités d EACL. Les procédures normales utilisées lors de l exploitation des sites génèrent souvent des déchets sous forme liquide. Des systèmes de drainage dédiés recueillent ces déchets liquides et les transfèrent dans des réservoirs en vue de leur collecte contrôlée et de leur élimination. En raison de la nature de ces déchets liquides, les canalisations de drainage sont aussi habituellement logées dans un confinement secondaire; il s agit le plus souvent d un tuyau qui se trouve à l intérieur d un autre tuyau. Comme ces systèmes sont enfouis et protégés par un tuyau secondaire, il est impossible d utiliser les méthodes classiques de détection et de localisation des fuites. Par conséquent, EACL a conçu, développé et testé un système en laboratoire et l a utilisé sur le terrain. Le Système de détection et de localisation des fuites (SDLF) détecte les fuites dans ces types de canalisation et en précise l emplacement. (Ces systèmes de drainage n ont pas de valeur nominale de pression et il est donc impossible de recourir à un essai à décroissance de pression.) Le système injecte un gaz traceur dans l espace annulaire entre les deux tuyaux. Une fuite laisserait le traceur pénétrer dans le tuyau de drainage principal. En détectant le gaz traceur dans le tuyau de drainage, on peut trouver l emplacement d une fuite et en déterminer la source en procédant à des calculs. Dosimétrie 3D par gel Tous les jours, la radiothérapie aide les Canadiens à vaincre le cancer. Pour chaque patient, la dose de radiothérapie doit être calculée avec précision avant le traitement -- il faut éviter d en donner trop ou pas assez. De plus, la dose doit être ciblée à un endroit très précis dans le corps du patient. Les scientifiques d EACL ont entrepris de mettre au point un système qui permet aux médecins de vérifier plus rapidement et à moindre coût la dose de rayonnement. Plus l estimation de la dose nécessaire est précise, plus le traitement sera ciblé et moins le patient recevra de rayonnement superflu. Le dosimètre 3D par gel d EACL utilise un scintillateur gélifié, soit une matière qui devient luminescente lorsqu elle est frappée par des particules à haute énergie comme les particules radiologiques. Quand on l examine avec un système d imagerie numérique, le scintillateur fournit en temps réel des images 3D de la distribution exacte de dose. Le gel radiosensible est équivalent aux tissus, c est-à-dire qu il peut être façonné pour imiter les différentes parties de l organisme. En termes simples, il permet de voir comment la dose est distribuée dans l organisme. Il se prête particulièrement à la radio-oncologie, à la radiochirurgie et à l implantation de sources radioactives (curiethérapie). Fait important à noter, ce gel est réutilisable et sécuritaire. D autres travaux sont prévus afin de perfectionner le système de détection visuelle, d améliorer l algorithme d imagerie médicale et de produire un gel qui pourrait être utilisé pour d autres types de radiothérapie. 4 Atomic Energy of Canada Limited

5 Traitement passif des eaux souterraines Depuis 1952, EACL gère avec efficacité et en toute sécurité les installations de recherche nucléaire du Canada et les déchets qu elles génèrent. Au cours de cette période, EACL a amélioré ses technologies de gestion des déchets et a acquis du savoirfaire dans le domaine de la gestion des déchets. La barrière «mur et rideau» constitue un moyen efficace d intercepter et de retirer le strontium 90 dans l éventualité peu probable d une contamination souterraine. Il s agit de la première barrière réactive perméable à commander la hauteur et la largeur de la zone de captage des eaux souterraines. Il s agit également du premier traitement sous terre des eaux souterraines contaminées d un site nucléaire. La barrière «mur et rideau» est constituée d un mur métallique muni d une couche («rideau») de matériau granulaire appelé clinoptilolite. Ensemble, ces deux composants forment une barrière réactive perméable souterraine. Au cours des dix dernières années, cette barrière s est révélée très efficace. En effet, les résultats montrent que les eaux souterraines contaminées sont purifiées et répondent aux normes de qualité pour l eau potable avant d être relâchées à la surface. Le rideau de clinoptilolite peut absorber le Sr 90 pendant plusieurs dizaines d années avant que l on doive le remplacer. La barrière «mur et rideau» d EACL permet un ajustement de la zone de captage des eaux souterraines dans les trois dimensions, ce qui permet à EACL de régler la largeur et la profondeur de la zone d où les eaux souterraines entrent. Glossaire Algorithme Série d étapes à suivre pour résoudre un problème mathématique ou pour réaliser un processus informatique. Espace annulaire Dans une pièce ou une structure, espace en forme d anneau. Essai biologique Technique servant à déterminer la dose radioactive interne qu une personne a reçue lorsqu une contamination radiologique est soupçonnée. Fission Division d un noyau atomique (atome) générant de très grandes quantités d énergie. Non-prolifération Mesures visant à s assurer que les matières nucléaires spéciales sont gérées adéquatement afin d en empêcher l usage à des fins illégales (terrorisme, armement, etc.). Ces mesures font partie d une stratégie internationale de prévention. Elles consistent entres autres à faire des inspections, et à suivre et surveiller les stocks de matières. Radionucléide Atome radioactif Rayonnement bêta Électron (petite particule chargée) éjecté du noyau d un atome pendant la désintégration radioactive. 5 Atomic Energy of Canada Limited

6 Dans la collectivité L'équipe des Affaires communautaires d'eacl a passé un début d année chargé, et son personnel a rencontré des personnes de la collectivité un peu partout dans la vallée de l'outaouais. Vers la fin de l'été, vous avez peut-être eu la visite d un membre du personnel d'eacl chez vous ou dans un des marchés de maraîchers des environs. Le personnel d'eacl a fréquenté les marchés de Pembroke et de Deep River, ainsi que le Salon de l'habitation de Petawawa, où ils ont invité la population à participer au sondage d'eacl 2013 sur le style de vie. EACL a mené le sondage dans le but d'en apprendre davantage sur l'utilisation des terres et les habitudes de vie des populations locales. En sachant mieux ce que les gens mangent, d'où proviennent leurs aliments et comment ils passent leur temps dans leur milieu, nous pouvons mieux comprendre l'impact environnemental des activités d'eacl. Merci à tous ceux et celles qui ont participé au sondage. Encore une fois, EACL a été fière de participer à la Semaine nationale des sciences et de la technologie (SNST) qui a eu lieu du 18 au 27 octobre. Pour marquer le début de la SNST, des bénévoles d'eacl ont aidé les élèves de l'école Mackenzie Community à Deep River à prendre part à une tentative de briser un record mondial Guinness. Les élèves ont confectionné et fait voler des avions en papier pour en apprendre davantage au sujet de la gravité et de l'atmosphère, en examinant l'effet différent qu'elles produisent sur la Terre, Mars et la Lune. Vers la fin de la SNST, le personnel d'eacl était présent à des stands d'information installés au centre commercial Pembroke. Des employés des secteurs, de la Protection de l'environnement, ainsi que de la Division des technologies environnementales et du secteur de la Recherche et instrumentation, radioprotection, ont participé à des discussions enthousiastes avec les clients au sujet de leurs programmes. En novembre, le service des Communications d'entreprise d'eacl a procédé au lancement de son tout nouveau site Web: La nouvelle mouture du site Web offre de l'information à jour au sujet de l'organisme principal de sciences et de technologies nucléaires du Canada, offrant aux visiteurs un aperçu très intéressant des installations de pointe, de l'expertise de calibre mondial et des technologies d'avant-garde d'eacl. En février, EACL a participé au samedi Sciences et frissons dans le cadre du Bal de Neige, au Musée des sciences et de la technologie du Canada, à Ottawa. À cette occasion, les souffleurs de verre d EACL ont fait la démonstration de la grande maîtrise qu il faut pour fabriquer les objets de verre sur mesure dont les Laboratoires de Chalk River d EACL ont besoin. Vous aimeriez être partenaire d'eacl ou prévoyez un événement auquel vous croyez qu'eacl pourrait vouloir participer? Veuillez communiquer avec l'équipe des Affaires communautaires. Communications de l'entreprise d'eacl 1, rue Plant, Stn 700A Chalk River (Ontario) K0J 1J0 Tél: Sans frais: Téléc: Courriel: communications@aecl.ca CONTACT: une publication de la revue les Affaires communautaires et de l'etabilissement d'eacl. Le A volant et CANDU sont 6 des marques déposées Atomic de Energy l'énergie atomique of Canada du Canada Limited limitêe.